JPH0797658A - 高耐食性鋼材 - Google Patents

高耐食性鋼材

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JPH0797658A
JPH0797658A JP24551893A JP24551893A JPH0797658A JP H0797658 A JPH0797658 A JP H0797658A JP 24551893 A JP24551893 A JP 24551893A JP 24551893 A JP24551893 A JP 24551893A JP H0797658 A JPH0797658 A JP H0797658A
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章雅 木戸
Masaya Morita
正哉 森田
Yoshihiro Hosoya
佳弘 細谷
Tomoyoshi Okita
智良 大北
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Abstract

(57)【要約】 【目的】極低炭素鋼を基本に、耐食性に強く影響を及ぼ
すS量を制御し、Cu,B,Tiを少量添加することに
よって、鋼材自体の耐食性に優れた鋼材を提供する。 【構成】C:0.001〜0.005重量%、Si:
0.1重量%以下、Mn:0.05〜0.3重量%、
P:0.02重量%以下、S:0.001〜0.01重
量%、N:0.004重量%以下、Sol.Al 0.
1重量%以下、Ni:0.05〜0.3重量%、Ti:
0.005〜0.1重量%、Cu:0.05〜0.3重
量%、B:0.0002〜0.002重量%、残部Fe
及び不可避不純物からなり、重量比で(S/Cu)≦
0.1を満す高耐食性鋼材。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、熱延鋼材、熱延鋼管、
熱延鋼材を素材とした鋼管、熱延形・棒鋼、冷延鋼材、
みがき鋼材、前記各種鋼材を素材とした各種表面処理鋼
材に係り、特に、板厚の薄い鋼材に好適な耐食性に優れ
た鋼材に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、鋼材の防食方法として、塗
装、めっき等の表面被覆層を設けることにより、鋼材と
腐食生成物質との接触を断ち防食性を向上させるという
手法が用いられている。しかし、鋼材を使用形態に応じ
て加工する際、被覆されていない切断面や、加工時の応
力による被覆層の剥離が発生し鋼材が露出して腐食が生
じる。また、製造コストも上昇する。さらに鋼材に被覆
層があるので、リサイクル性にも問題があり、近年の環
境への関心の高まりについても配慮する必要がある。こ
のような視点から、それ自体の耐食性に優れた鋼材が求
められるようになっている。
【0003】このような背景の下、材質面を改良して鋼
材自体の耐食性を高めた耐候性鋼が知られている。これ
は、腐食の進行に伴い表面に緻密な錆層が形成し、これ
が一種の表面被覆としての役割を果たしている。しか
し、耐候性鋼をそのまま板厚の薄い例えば冷延鋼材に適
用すると、緻密な錆層が形成される前に腐食により穴開
きが発生する虞がある。このことから、板厚の薄い冷延
鋼材において、耐食性の改善が求められている。このよ
うな冷延鋼材として、Cr,Cuを添加し、(S/C
u)を0.5以下に規定した技術があるが(特開平2−
156042号参照)、これはCrを添加しているた
め、孔食の問題が指摘されている。また別の技術として
はCu,Pを添加して耐食性を得る技術も知られている
が(特開平4−235250号参照)、P添加による加
工性の劣化は避けられない。また、Cu,P複合添加に
よって耐食性を高めた鋼を用い、更に深絞り性を向上さ
せるために、2回冷間圧延を行う技術も開示されている
が(特開平4−285125号参照)、冷圧回数の増加
による、製造コストの上昇は免れない。
【0004】このように、現在までの技術では耐食性、
加工性、コスト等の観点からすべての条件を満たした鋼
材は存在しない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、極低炭素鋼
を基本に、耐食性に強く影響を及ぼすS量を制御し、C
u,B,Tiを少量添加することによって、耐食性に優
れた鋼材を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】一般に鋼材の耐食性は、
初期錆発生の起点となる鋼材表面の析出物などに影響を
受け、初期錆発生後の腐食の進行は、粒界など鋼材での
ミクロな不均一部の性状により異なるとされている。こ
れらの耐食性に影響をおよぼす因子は、鋼材の成分と密
接に関係している。本発明者らは、耐食性を支配する鋼
材成分に関して種々検討し、前述した従来技術における
課題を解決することについて検討を重ねた。
【0007】その結果、腐食発生に強い影響をおよぼす
鋼中のS量と、耐食性に有効な働きをするCuの重量比で
ある(S/Cu)値を0.1以下の範囲の成分組成と
し、さらに粒界の耐食性に関与するB,Tiを適量添加
することにより、極めて優れた耐食性を付与することに
成功した。
【0008】本発明は、この知見に基づいてなされたも
ので、C:0.001〜0.005重量%、Si:0.
1重量%以下、Mn:0.05〜0.3重量%、P:
0.02重量%以下、S:0.001〜0.01重量
%、N:0.004重量%以下、Sol.Al:0.1
重量%以下、Ni:0.05〜0.3重量%、Ti:
0.005〜0.1重量%、Cu:0.05〜0.3重
量%、B:0.0002〜0.002重量%、残部Fe
及び不可避不純物からなり、重量比で(S/Cu)≦
0.1を満す高耐食性鋼材である。
【0009】
【作用】鋼成分を前記のように限定した事由について、
以下に述べる。
【0010】C:Cは鋼板の成形性を確保するために
は、少ないほうがよい。しかし、0.001 重量% 未満に低
下させると、製造コストが上昇するので0.001 〜0.005
重量%とした。望ましくは0.003 重量% 以下である。
【0011】Si:Siは化成処理性を悪化させ、塗装
後耐食性に悪影響をもたらす。したがって少なければ少
ないほど望ましいが、製造コストなどを考えて、0.1 重
量%以下とした。
【0012】Mn:Mnは耐食性向上のためには少なけ
れば少ないほど、望ましい。しかし、製造コストを考え
て、0.05〜0.3 重量% とした。
【0013】P:Pは熱間加工時に中央偏析しやすいの
で、多量に添加すると加工時に割れが生じやすくなる。
したがって、少ないほうが望ましくその上限を0.02重量
% とした。
【0014】S:Sは本発明において、非常に重要な役
割を果たす。SはMnと結合しMnS を生成する。これは初
期錆発生の核となり、耐食性に悪影響を及ぼすので低減
させることが望ましいが、0.001 重量% を下回ると製造
コストの上昇を伴うだけでなく酸洗時のスケール剥離性
が低下するので、その下限を0.001 重量% とした。一
方、0.01重量% を超えて含有させると鋼材の耐食性が著
しく劣化するので、0.01重量% 以下とした。
【0015】N:Nは鋼材の成形性を向上させるには、
少ないほうが望ましいが、本発明の効果を損なわない範
囲としてその上限を0.004 重量% とした。望ましくは0.
003重量% 以下である。
【0016】Al:Alは、鋼の脱酸元素として有効で
ある。しかし、0.1重量%以上添加しても、脱酸能力
の向上効果が小さくなるので、0.1重量%以下に限定
した。
【0017】B:Bは粒界に偏析して、粒界からの腐食
の進行を抑制する。極低炭素鋼(IF鋼)は粒界が特に清
浄なため、Bを添加することにより、Bを粒界に偏析さ
せることができ、耐食性の向上には効果的である。ま
た、粒界を強化する作用も合わせて有する。0.0002重量
% 未満ではそれらの効果が小さい。また、Bは熱間加工
時の熱変形抵抗を上昇させるため、過剰な添加は熱延時
に形状不良及び、所定板厚が得られない等の問題が発生
しやすくなる。したがって、0.0002〜0.002 重量% に限
定した。
【0018】Ni:鋼にCuを添加している場合、熱間
加工時にCuによる表面疵発生率が上昇するが、Niは
この表面疵を低減させることに有効である。0.3 重量%
を越えると、鋼材の成形性の劣化だけでなく、コストの
上昇を招くので、その上限を0.3 重量% とした。また、
上記の効果を確保するために、下限値を0.05重量% とし
た。
【0019】Ti:TiはTiN,TiS等を生成し、
N,S等を減少させ、耐食性の向上に大きな役割を果た
す。また鋼中固溶Cを減少させ、深絞り性を向上させる
作用がある。0.005 重量% 未満ではそれらの効果が小さ
い。また0.1 重量% を越えるとコストの上昇を招くため
に、0.005 〜0.1 重量% に限定した。
【0020】Cu:Cuは耐食性を向上させる有用な元
素である。しかし、0.3 重量% を超えると耐食性の向上
効果は小さくなる上に、製造コストの上昇、表面性状、
加工性が劣化する。また、0.05重量% 未満の添加では、
良好な耐食性を示さないために、添加量を0.05〜0.3 重
量% に限定した。
【0021】その他、Cu,n,V等、製鋼時に混入す
る少量の不可避不純物が存在しても本発明鋼はその効果
を損なわれない。
【0022】本発明の鋼材は、溶鋼に添加成分を単体又
は母合金の形で添加して、所定の添加量のスラブを得、
このスラブを圧延することにより得られる熱延鋼材、熱
延鋼管、熱延鋼材を素材とした鋼管、熱延形・棒鋼、冷
延鋼材、みがき鋼材、前記各種鋼材を素材とした各種表
面処理鋼材などで、特に、板厚の薄い鋼材に好適な耐食
性に優れた鋼材である。
【0023】本発明の鋼材には、耐食性を更に向上させ
るために、電気亜鉛めっき、溶融亜鉛めっき等のめっ
き、化成処理等の各種表面処理を行なったものも含まれ
る。
【0024】しかして、本発明の鋼材は、鋼材自体の優
れた耐食性、塗装後耐食性を有しており、自動車、建築
資材、電気機器等、耐食性を要求されるあらゆる分野で
の使用が可能である。
【0025】
【実施例】
(実験例)まず、本発明の基礎となった実験結果につい
て述べる。
【0026】C:0.001 〜0.005 重量% 、Si:0.1 重
量% 以下、Mn:0.05〜0.3 重量%、P:0.02重量% 以
下、N:0.004 重量% 以下、Ni:0.05〜0.3 重量% 、
を満たし、残部が Fe 及び不可避不純物からなる成分組
成を基本とし、更に、S:0.001 〜0.02 重量% 、T
i:0.005 〜0.1 重量% 、Nb:0.025 重量%以下、
B:0.0002〜0.002 重量% 、Cu:0.3 重量% 以下の各
元素の量を種々変化させ、組み合わせて添加したスラブ
を用意し、常法により熱間圧延、酸洗、冷間圧延を施
し、再結晶焼鈍を行い、最後に調質圧延を行なった。そ
の冷延鋼材より供試材を準備し、耐食性を調査した。
【0027】ここでは、裸耐食性に注目した。その評価
方法は、各試験材を150mm ×70mmに切断し、片面を絶縁
テープで被覆して、30℃、0.5 %のNaCl水溶液を鋼材に
6時間噴霧後、温度50℃、相対湿度80%以上の条件下に
18時間置いておくという工程を1サイクルとし、これを
50サイクル繰り返した後の平均腐食深さで評価した。こ
こで言う平均腐食深さとは、鋼材の露出部を10mm×10mm
の区画に分割し、その各区画内での最大浸食深さを測定
し平均したものである。
【0028】得られた平均腐食深さと重量比で表した
(S/Cu)値との関係を図1に示す。図1によりS/Cu
値の低下に伴い各鋼材の耐食性が良好になることがわか
る。また、Ti添加鋼、Ti、Nb添加鋼、B添加鋼及び
Ti、B添加鋼の平均腐食深さを比較すると、特にT
i、Bを複合添加した鋼で、かつ(S/Cu)値が0.1
以下の時に、著しく耐食性が向上していることがわか
る。これはTi、B複合添加鋼の場合はTiがTiCを
形成するので固溶炭素がなく、Bが粒界に偏析する。そ
してこのBが粒界からの腐食を抑制する効果を有してい
るためと考えられる。一方、Ti、B複合添加鋼以外の
鋼において、耐食性が劣化するのは次のような理由だと
考えられる。まず、B単独添加鋼は、Bが窒化物形成元
素であるため、鋼中で固溶炭素が残存する。この固溶炭
素はフェライト粒内に存在するだけでなく粒界にも偏析
する。この影響でBが粒界に存在しにくくなる。このた
め、B単独添加鋼の耐食性が劣化すると考えられる。ま
た、Nb添加鋼でNbはNbCを生成するため、固溶炭
素は存在しないが、Nbが粒界に、偏析することはな
く、耐食性向上にはさほど影響を及ぼさないと推測され
る。したがって、TiとBを複合添加した本発明鋼は、
鋼中に固溶炭素がなく、さらにBが粒界に存在すること
により、耐食性向上効果が顕著になり、Ti添加鋼、T
i,Nb複合添加鋼、B添加鋼など他の元素を組み合わ
せた鋼よりも格段に優れた耐食性を有することは明らか
である。
【0029】(実施例)次に、本発明の実施例を説明す
る。
【0030】表1、表2に示す化学組成の鋼を溶解して
スラブとしたものを加熱、熱間圧延して、4.0mmの熱
延鋼材とした。さらに、酸洗、冷間圧延、連続焼鈍、調
質圧延を行ない、0.8mm厚の冷延鋼材を製造し、冷延
鋼材のままで、前述と同じ方法で腐食試験を行なった。
また別の耐食性の試験として、塗装後耐食性を調査し
た。その評価は3コート材に、原板に達するクロスカッ
トを入れ、その部位の最大ふくれ幅で評価した、これは
まず各試験材を150mm ×70mmに切断し、化成処理したの
ちED塗装20μmを施し、さらに30μmの中塗り、30μ
mの上塗りを行なった3コート材を用いた。
【0031】熱延鋼板の評価は、塗装後耐食性の評価を
行った。これは、上記方法で製造した熱延鋼板を、150m
m ×70mmに切断し、化成処理したのちED塗装20μmを
順に施し、最後に原板に達するクロスカットを入れ、前
記腐食試験を行い、その部位の最大ふくれ幅で評価し
た。
【0032】表面性状の評価は熱間圧延終了後の熱延鋼
帯から圧延方向に1000m取り、熱延鋼帯でのその部分に
おける表面不良発生数で評価した。
【0033】表3に腐食試験結果及び評価不良の測定結
果を示す。鋼A〜Jは比較鋼であり、鋼K〜Wは本発明
鋼である。本発明鋼は、平均腐食深さが0.3mm 未満、塗
装後腐食試験での最大ふくれ幅が4mm以下で、さらに表
面性状も良好であり、比較鋼と比較して優れていること
は明らかである。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
S量を制御し、Cu,B,Tiを少量添加することによ
り低コストで優れた耐食性を有する、非常に有用な耐食
性鋼材を提供することができる。
【0035】
【表1】
【表2】
【表3】
【図面の簡単な説明】
【図1】S/Cu(重量比)と平均腐食深さとの関係を
示す図。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年2月25日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0021
【補正方法】変更
【補正内容】
【0021】その他、Cu,n,V等、製鋼時に混入
する少量の不可避不純物が存在しても本発明鋼はその効
果を損なわれない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大北 智良 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号日本 鋼管株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 C:0.001〜0.005重量%、S
    i:0.1重量%以下、Mn:0.05〜0.3重量
    %、P:0.02重量%以下、S:0.001〜0.0
    1重量%、N:0.004重量%以下、Sol.Al:
    0.1重量%以下、Ni:0.05〜0.3重量%、T
    i:0.005〜0.1重量%、Cu:0.05〜0.
    3重量%、B:0.0002〜0.002重量%、残部
    Fe及び不可避不純物からなり、重量比で(S/Cu)
    ≦0.1を満す高耐食性鋼材。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101367529B1 (ko) * 2011-01-24 2014-02-25 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 선박 상부 구조물용 내식 강재

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101367529B1 (ko) * 2011-01-24 2014-02-25 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 선박 상부 구조물용 내식 강재

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